Zeldzame Diamant Onthult Het Binnenste Van De Aarde Is Helemaal Nat

{h1}

Een gehavende diamant bevestigt een lang gekoesterde theorie: de mantel van de aarde houdt een oceaan aan water vast in ringwoodiet.

Een gehavende diamant die een reis van "de hel" overleefde, bevestigt een lang gekoesterde theorie: de mantel van de aarde houdt de waterwaarde van een oceaan in stand.

"Het is eigenlijk de bevestiging dat er een zeer, zeer grote hoeveelheid water zit die gevangen zit in een heel aparte laag in de diepe aarde", zegt Graham Pearson, hoofdonderzoeksauteur en geochemist aan de Universiteit van Alberta in Canada. De bevindingen werden vandaag (12 maart) gepubliceerd in het tijdschrift Nature.

De waardeloos uitziende diamant omsluit een klein stukje van een olivijn mineraal genaamd ringwoodiet, en het is de eerste keer dat het mineraal op het aardoppervlak is gevonden in iets anders dan meteorieten of laboratoria. Ringwoodiet vormt alleen onder extreme druk, zoals de verpletterende lading ongeveer 515 kilometer diep in de mantel.

Wat zit er in de mantel?

Het grootste deel van het volume van de aarde is mantel, de hete rotslaag tussen de korst en de kern. Te diep om te boren, is de compositie van de mantel een mysterie dat gezuurd is door twee aanwijzingen: meteorieten en brokken steen gesteund door vulkanen. Ten eerste denken wetenschappers dat de samenstelling van de mantel van de aarde vergelijkbaar is met die van meteorieten die chondrieten worden genoemd en die hoofdzakelijk zijn gemaakt van olivijn. Ten tweede tikt de door vulkanen gebombardeerde lava soms op de mantel en brengt brokken vreemde mineralen naar boven die verwijzen naar de intense hitte en druk die olivijn in de ingewanden van de aarde verdraagt.

In de afgelopen decennia hebben onderzoekers ook mantelomgevingen in laboratoria nagebootst, olivijn met lasers gezapt, mineralen met massieve kanonnen afgeschoten en stenen tussen de diamanten aambeelden geknepen om het interieur van de aarde na te bootsen.

Deze laboratoriumstudies suggereren dat olivine verandert in een verscheidenheid van vormen die overeenkomen met de diepte waarop het wordt gevonden. De nieuwe vormen van kristal accommoderen de toenemende druk. Veranderingen in de snelheid van aardbevingsgolven ondersteunen dit model ook. Seismische golven versnellen plotseling of vertragen op bepaalde diepten in de mantel. Onderzoeker denkt dat deze snelheidszones ontstaan ​​uit de veranderende configuraties van olivine. Bijvoorbeeld, 323 tot 410 mijl (520 tot 660 km) diep, tussen twee scherpe snelheidsonderbrekingen, wordt gedacht dat olivijn ringwoodiet wordt. Maar tot nu toe had niemand direct bewijs dat olivijn in deze diepte eigenlijk ringhout was. [Infographic: Waar is de aarde van gemaakt?]

"De meeste mensen (inclusief ikzelf) hebben dit monster nooit verwacht. Monsters uit de overgangszone en de onderste mantel zijn buitengewoon zeldzaam en worden alleen aangetroffen in een paar ongebruikelijke diamanten," Hans Keppler, een geochemicus aan de Universiteit van Bayreuth in Duitsland, schreef in een commentaar dat ook vandaag in Nature is gepubliceerd.

De diepste oceaan van de aarde

De diamant uit Brazilië bevestigt dat de modellen correct zijn: Olivine is ringwoodiet op deze diepte, een laag die de mantelovergangszone wordt genoemd. En het lost een langlopende discussie over water in de mantelovergangszone op. Het ringwoodiet is 1,5 procent water, niet aanwezig als een vloeistof, maar als hydroxide-ionen (zuurstof- en waterstofatomen aan elkaar gebonden). De resultaten suggereren dat er een enorme hoeveelheid water in de mantelovergangszone kan zijn, die zich van 410 tot 660 km diep uitstrekt.

"Het vertaalt zich in een zeer, zeer grote massa water, die het soort massa water nadert dat aanwezig is in de oceaan van de hele wereld", vertelde Pearson WordsSideKick.com aan Our Amazing Planet.

Gedeeltelijke dwarsdoorsnede van de aarde die de locatie van ringwoodiet in de mantel toont.

Gedeeltelijke dwarsdoorsnede van de aarde die de locatie van ringwoodiet in de mantel toont.

Krediet: Kathy Mather

Plaat tektoniek recycleert de aardkorst door platen van oceanische korst in subductiezones te duwen en te trekken, waar het in de mantel zakt. Deze korst, gedrenkt door de oceaan, brengt water in de mantel. Veel van deze platen komen vast te zitten in de overgangszone van de mantel. "Wij denken dat een aanzienlijk deel van het water in de overgangszone van de mantel afkomstig is van de plaatsing van deze platen", aldus Pearson. "De overgangszone lijkt een kerkhof te zijn van ondergedompelde platen."

Keppler merkte op dat het mogelijk is dat de vulkaanuitbarsting die de diepe diamant naar het aardoppervlak bracht, een ongebruikelijk waterrijk deel van de mantel heeft bemonsterd, en dat niet alle lagen van de overgangszone zo nat kunnen zijn als aangegeven door het ringwoodiet.

"Als de bron van het magma een ongewoon mantelreservoir is, bestaat de mogelijkheid dat op andere plaatsen in de overgangszone ringwoodiet minder water bevat dan het monster dat door Pearson en collega's is gevonden", schreef Keppler. "In het licht van dit voorbeeld lijken modellen met watervrije of waterarme overgangszones echter onwaarschijnlijk."

Rijd op een raket

Een gewelddadige vulkaanuitbarsting, een kimberliet genaamd, droeg deze specifieke diamant snel van diep in de mantel. "De uitbarsting van een kimberliet is analoog aan het laten vallen van een Mentos-munt in een fles frisdrank," zei Pearson. "Het is een zeer energieke, gasgestookte reactie die zich een weg baant naar het aardoppervlak."

Graham Pearson heeft een diamant die nieuwe aanwijzingen oplevert over de aanwezigheid van grote hoeveelheden water diep onder de aarde.

Graham Pearson heeft een diamant die nieuwe aanwijzingen oplevert over de aanwezigheid van grote hoeveelheden water diep onder de aarde.

Dankbetuiging: Richard Siemens / University of Alberta

Het kleine, groene kristal, getekend door zijn reis van 325 mijl (525 km) naar de oppervlakte, werd gekocht van diamant mijnwerkers in Juína, Brazilië. De ultradeep diamanten van de mijn zijn misvormd en in elkaar geslagen door hun lange reis."Ze zien er letterlijk uit alsof ze naar de hel en terug zijn geweest," zei Pearson. De diamanten worden meestal weggegooid omdat ze geen commerciële waarde hebben, zei hij, maar voor geowetenschappers zorgen de edelstenen voor een zeldzame blik in de binnenste van de aarde. [Shine On: Photos of Dazzling Mineral Specimens]

De ringwoodite ontdekking was toevallig, omdat Pearson en zijn co-auteurs eigenlijk op zoek waren naar een middel om de diamanten te dateren. De onderzoekers denken dat zorgvuldige monstervoorbereiding de sleutel is tot het vinden van meer ringwoodiet, omdat het verwarmen van ultradeep-diamanten, zoals gebeurt wanneer wetenschappers kristallen opkuisen voor analyse, ervoor zorgt dat de olivine van vorm verandert.

"We denken dat mogelijk ringwoodiet eerder door andere onderzoekers is gevonden, maar de manier waarop ze hun monsters voorbereidden, zorgde ervoor dat het terugging naar een vorm met lagere druk", aldus Pearson.

Opmerking van de uitgever: Dit verhaal is op 17 maart bijgewerkt om die hydroxidevormen te corrigeren uit zuurstof- en waterstofatomen, en niet uit moleculen.

E-mail Becky Oskin of volg haar @beckyoskin. Volg ons @OAPlanet, Facebook en Google+. Oorspronkelijk artikel op WordsSideKick.com is onze geweldige planeet.


Video Supplement: 3000+ Common English Words with Pronunciation.




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com